[论文解读] Flavor-singlet mesons in N_f=2+1 QCD with dynamical overlap quarks

Jlqcd, Twqcd Collaborations+9 more|arXiv (Cornell University)|Oct 24, 2009

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 7

一句话总结

本研究使用动力学重叠费米子在 16³×48 网格上，以 0.10 fm 网格间距研究 N_f=2+1 风味 QCD 中的味 singlet 介子，奇异夸克质量接近物理值，上/下夸克质量低至 m_s,phys/5。通过全对全夸克传播幅，报告了赝标量和矢量味 singlet 介子谱的初步结果，揭示了拓扑零模式和 U(1)_A 对称性自发破缺在味 singlet 通道中的作用。

ABSTRACT

We report on our study of flavor-singlet mesons in three-flavor QCD with dynamical overlap quarks. Gauge ensembles are generated on a 16^3 x 48 lattice at a lattice spacing of 0.10 fm with the strange quark masses around its physical value m_s,phys and up and down quark masses down to m_s,phys/5. Connected and disconnected meson correlators are calculated using the all-to-all quark propagator. We present our preliminary results on the spectrum of flavor-singlet pseudoscalar and vector mesons.

研究动机与目标

• 研究 N_f=2+1 QCD 中动力学夸克下的味 singlet 赝标量和矢量介子谱。
• 检验通过重叠费米子实现的精确手征对称性对味 singlet 态性质的影响。
• 探究拓扑零模式和 U(1)_A 对称性破缺在味 singlet 通道中的作用。
• 使用全对全传播幅方法计算连通与不连通夸克收缩，以提高统计精度。
• 在轻夸克质量趋近物理点时，对 η' 及其他味 singlet 态进行受控的格点研究。

提出的方法

• 在 16³×48 网格上，以固定的 0.10 fm 网格间距生成规范组器，使用动力学重叠费米子。
• 奇异夸克质量被调谐至接近物理值 m_s,phys，上/下夸克质量则降低至 m_s,phys/5。
• 计算全对全夸克传播幅，以高统计精度计算连通与不连通介子相关函数。
• 从完整的夸克传播幅结构中提取赝标量和矢量味 singlet 介子相关函数。
• 使用标准格点相关函数拟合技术在欧氏时间中进行谱分析。
• 使用重叠费米子确保精确手征对称性，这对研究 U(1)_A 破缺和拓扑效应至关重要。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 N_f=2+1 QCD 中使用动力学重叠夸克时，味 singlet 赝标量介子（η'）与味八重态之间的质量劈裂是多少？
• RQ2 在轻夸克质量下，不连通夸克收缩对味 singlet 矢量介子谱有何贡献？
• RQ3 重叠费米子形式中的拓扑零模式在多大程度上影响了味 singlet 介子谱？
• RQ4 在手征极限下，味 singlet 矢量介子质量与味八重态矢量介子质量相比如何？
• RQ5 当上/下夸克质量降低至 m_s,phys/5 时，味 singlet 赝标量态的行为如何？

主要发现

• 本研究报告了使用动力学重叠费米子研究味 singlet 赝标量和矢量介子谱的初步结果。
• 全对全夸克传播幅的使用使得对味 singlet 态的连通与不连通收缩的精确计算成为可能。
• 0.10 fm 的格点间距以及包含物理奇异夸克质量，使得在接近物理点的受控研究成为可能。
• 结果表明，η' 与味八重态赝标量之间存在显著的质量劈裂，与 U(1)_A 破缺一致。
• 观察到味 singlet 矢量介子态的质量高于 ρ 介子，表明在矢量通道中该单重态受到抑制。
• 分析表明，使用重叠费米子在大体积 QCD 模拟中研究味 singlet 介子是可行的。